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La investigación sobre la proteína del pico SARS-CoV-2 puede llevar a las nuevas vacunas y a los tratamientos

El virus que causa COVID-19 se tachona en su exterior con las “proteínas del pico,” un componente clave en su capacidad de infectar las células humanas. La universidad dos de los investigadores de Georgia, del bosque y de Parastoo Azadi de Rob, está investigando las proteínas y los azúcares en la superficie del virus con el objetivo de encontrar la información que podría llevar a las vacunas y a la terapéutica.

El bosque y Azadi son científicos en el centro de investigación complejo del hidrato de carbono de UGA, donde los investigadores estudian las estructuras y las funciones de los hidratos de carbono complejos de microbios, las instalaciones y los animales para determinar el papel de hidratos de carbono en incremento y revelado, las acciones recíprocas el ordenador principal-patógeno, y los procesos de la enfermedad.

Modelado de la proteína del pico

SARS-CoV-2 es el virus que causa COVID-19, y sus proteínas del pico cierran sobre las células y fuerzan el virus a través de la membrana celular. El sistema inmune humano descubre las proteínas no nativas, como la proteína del pico, reconociendo las series de aminoácido que están presentes, según el bosque.

“Pero si un patógeno pone un azúcar en la superficie de la proteína, puede encubrir los aminoácidos,” él dijo. “Un azúcar puede encubrir un atado entero de aminoácidos así que nuestros anticuerpos no pueden verlos. Muchos virus hacen éste; gripe y hepatitis C, por ejemplo.”

El bosque y sus personas han modelado la estructura 3D de la proteína del pico SARS-CoV-2 y de sus azúcares sujetados. Tal y como se muestra en de un ejemplo que él produjo, la proteína es una superficie lisa blindada por los azúcares que se mueven como árboles en el viento. Eso hace más duro para que el sistema inmune humano encuentre el objetivo; la superficie de la proteína.

“Utilizo siempre la analogía de glycans como árboles en el viento. Algunos de ellos son flojos, y algunos de ellos son más rígidos,” él dijo. “Estamos buscando unos bajo las cuales poder conseguir o alrededor.”

El proceso de cómo los glycans se sujetan; y coraza; las superficies de la proteína se llaman glycosylation.

“El es lo que se especializa nuestro grupo hacia adentro,” Woods dijo. “Desarrollamos los métodos para predecir cómo los glycans se mueven y se sujetan a las superficies de la proteína.”

Las personas habían estado trabajando en otros virus, determinado gripe, antes de la extensión de COVID-19. Los sistemas son biológico diferentes, pero de una perspectiva estructural el modelado es similar, haciendo para una transición fácil.

Pero el glycosylation es un objetivo complicado puesto que no hay uniformidad en términos de la cual se utilizan los azúcares y donde se colocan.

Para modelar la estructura de la proteína del pico, el bosque y sus personas utilizaron el modelo Cryo-EM publicado en marzo por personas de China. Una semana más adelante, un estudio del glycomics mostró las estructuras y las situaciones probables del azúcar en la superficie de la proteína, ayudándoles a determinar qué azúcares a poner en cada sitio.

El modelo generaron demostraciones en qué medida el punto de enlace y otras regiones pudieron ser expuestos; información que las ayudas ilustran lo que pudo necesitar una vacuna para parecer.

Mucha gente que no es familiar con glycoscience piensa en términos de proteína como siendo apenas una proteína, no el hecho de que la superficie está revestida con los azúcares. Eso le da una idea falsa de cuál es realmente accesible al sistema inmune.

Considerando los azúcares, usted tiene una idea de apenas cuánto de la proteína se oculta de nuestro sistema inmune. Al diseñar una vacuna, usted quisiera que la vacuna generara los anticuerpos que reconocen las partes de la proteína a la cual puede atar, que los anticuerpos pueden atacar.

Viendo donde están los azúcares, usted puede tomar decisiones sobre cómo usted va a hacer una vacuna para apuntar las áreas que son expuestas y no blindadas por los azúcares.”

Bosque de Rob, científico, centro de investigación complejo del hidrato de carbono, universidad de Georgia

El bosque y sus personas eran uno de los grupos más tempranos para modelar las glicoproteínas.

“Después de todo estos años de observar los hidratos de carbono, nos pone realmente en la posición correcta en el momento adecuado, con la base de conocimiento correcta, hacer esto,” él dijo. “Es muy emocionante para que sea en un punto donde podemos utilizar nuestras herramientas para hacer algo tan oportuno.”

El papel de las personas, “los modelos 3D de la proteína glycosylated del pico SARS-CoV-2 sugieren retos y las oportunidades para el revelado vaccíneo,” es accesible en línea con el bioRxiv del servicio de la prueba preliminar. Los co-autores incluyen Oliverio C. Grant, David Montgomery y Keigo Ito, todo en CCRC.

Correspondencia del glycosylation en la proteína del pico

Como el bosque, investigación anterior de Parastoo Azadi; caracterizar el glycosylation de los candidatos vaccíneos a virus incluyendo gripe y el VIH; hecho para una transición directa al trabajo en la proteína del pico SARS-CoV-2. Pero a diferencia del bosque, ella toma una aproximación experimental.

Ella y sus personas están utilizando altas técnicas de la espectrometría de masa de la producción para caracterizar tipos específicos de glycosylation en la proteína del pico, que facilita la agregación viral y desempeña un papel crítico en sacar una inmunorespuesta del ordenador principal.

Sus resultados han mostrado por primera vez la presencia del O-glycosylation inesperado (la agregación de una molécula del azúcar a un átomo de oxígeno) en la proteína del pico. Desde juegos del glycosylation un papel dominante en el atascamiento viral, caracterizándola puede ayudar en el diseño de una vacuna para COVID-19.

De “glycosylation comprensión en el punto de enlace puede conducir el diseño de vacunas,” dijo Azadi, el científico mayor de la investigación y al director técnico de servicios y del entrenamiento analíticos en CCRC. “Solamente una vacuna que puede imitar la proteína viral lo más posible puede sacar una inmunorespuesta óptima.”

El papel de las personas, “deduciendo perfil del glycosylation de la n y del o de la proteína del pico del coronavirus nuevo SARS-CoV-2,” se publica en línea con el bioRxiv del servicio de la prueba preliminar y ha sido validado por el Glycobiology del gorrón. Los co-autores incluyen Asif Shajahan, Nitin T. Supekar y a Anne S. Gleinich, que son parte de las personas analíticas en el CCRC.

“Como parte de la comunidad de investigación biomédica, estamos comprometidos extremadamente a abordar una de las emergencias más críticas de la era moderna,” Azadi dijo. “Todos estos años de porción como recurso a la comunidad científica nos ayudaron a intensificar a la placa y a contribuir rápidamente al revelado de intervenciones terapéuticas contra COVID-19.”